本课题研究的主要目的是开发可以实时采集与分析振动信号的软件系统。编写实时数据采集程序和实时数据分析程序,同时研究了输入未知情况下模态参数识别程序。系统仅基于一种编程语言平台—MATLAB,增强了软件的可维护性、可移植性等性能。系统主要包括如下几部分: 首先, 研究了数据采集模块。应用的主要硬件是研华公司的PCI-1712采集卡与压电式传感器。第一步:建立硬件与软件平台之间的联系。第二步: 研究实时数据采集程序。主要依据MATLAB的数据采集工具箱的编程规则编程。同时,利用PCI-1712采集卡的先进先出的缓冲特点。将一定时间间隔的数据从缓冲区删除(这里需要保证删除掉的数据已经进行了保存)进而采集新的数据,以保证数据的实时性。

利用MATLAB中的信号处理工具箱实现了振动信号的实时处理,包括如下四部分内容:信号预处理:消除趋势项,平滑处理等;信号时域处理:滤波处理、相干函数等;信号时域处理,主要包括各种谱函数:自相关函数、自功率谱密度函数、频响函数等;模态参数识别:频域法识别、时域法识别,进行结构的模态、阻尼比、振型识别。上述信号处理功能的实现主要依赖于MATLAB强大的计算功能以及完善的库函数。 再次,利用MATLAB强大的矩阵运算功能实现几何模型和振型的动画显示。 最后,利用MATLAB的图形用户界面功能,开发出了友好的、功能强大的系统操作界面。

论文研究的主要内容及要求

本文是基于MATLAB设计一套振动测试和机构运动速度测试数据分析系统。本系统以MATLAB图形可视化设计GUI为平台，是一个非常简明直观具有良好人机交互功能的振动理论分析系统。用户可以从界面窗口直接输入参数值，即可获得各振动系统的响应特性，尤其是能在图形窗口显示所需响应波形，便于用户利用图形进行不同振动系统的比较分析。

本论文的大体结构：

(1)第一章对振动测试和机构运动速度测试数据分析系统的背景、意义、基本概念作了简要介绍,列举了振动测试分析软件的现状与MATLAB的优点并说明了本论文研究的重要内容及本论文的大体结构。

(2)第二章介绍了软件设计的思想与特点，并给出了本数据分析系统的设计方案。本系统的方案按照需要实现的功能分为五个模块：采集、导入、处理、显示、保存。

(3)第三章介绍怎样创建、设计图形用户界面图形用户界面、控件、菜单，并把图形用户界面制作的更为美观整洁。

(4)第四章对本设计的功能实现进行说明；对振动信号和机构运动速度测试信号进行了相应的处理，包括时域、频域、小波变换等。

(5)第五章总结与展望。给出了论文的总结，并对后续工作做出了展望。